森林消防远程供水系统聚氨酯水带水力特性研究

森林消防远程供水系统是森林火灾扑救的重要技术手段,为研究系统输水效果,对聚氨酯水带的水力特性开展了理论分析和试验研究。结果表明:聚氨酯水带沿程摩阻损失同雷诺数Re和管壁粗糙度?有关。其流动一般处于紊流区,在光滑管紊流区,摩阻系数λ只与Re有关;在混合摩擦区,λ与Re和?均有关;在粗糙管紊流区,λ只与?有关。同等流量下,管径越小,Re越大,摩阻损失越大,流态进入下一区间的时间越早。同一段管道,粗糙度越低,λ越小;粗糙度降低一个数量级,水力损失降低40%左右,可以极大提升输水效率。通过试验测得系统选用的DN100单层聚氨酯水带的绝对当量粗糙度约为0.3 mm,并以此计算出10 km远程供水系统的管路特性曲线,同试验结果基本一致,验证了供水系统在设计流量下工作的科学性。

内压作用下聚氨酯消防水带管径变化研究

基于材料力学的基本概念,采用微元管段受力分析方法,建立了聚氨酯消防水带压头—管径数学模型,研究了聚氨酯消防水带使用过程中承受的内压和管径之间的变化规律,推导出了聚氨酯消防水带压头—管径微分方程,给出了合理的边界条件.对比了300mm聚氨酯软质管线实验数据和推导公式的计算结果。结果表明:推导公式适用于内压小于1.2MPa的情况,基本满足工程应用领域的要求。该方法为考虑聚氨酯消防水带膨胀量的沿程摩阻损失计算及水力布站计算提供了新思路。